金属环境对谐振式无线电能传输系统的影响分析

根据磁耦合谐振式无线电能传输原理,建立两线圈的磁耦合谐振式电路模型,通过金属材料相对磁导率的引入,分析了不同金属环境对无线电能传输系统的自感、互感、传输效率的影响.采用Maxwell磁场计算软件计算无金属环境及不同金属环境下收发线圈参数,再利用Maxwell和Simplorer联合仿真分析电磁屏蔽效果;利用联合仿真探究了金属环境对系统传输特性的扰动并实验验证.铁磁性屏蔽板铁、镍的存在有效约束了空间磁场分布,具有很好的电磁屏蔽作用,减少电磁干扰;同时使得无线电能传输系统的收发线圈电感增大,而金属铜、铝环境中对无线电能传输系统几乎无影响,与无金属环境结果相同.最后通过实验验证实验结果与理论分析的一致性.     

电磁发电微电源结构设计与输出电能的动态仿真分析*

首先研究了微型电磁发电微电源输出能量理论分析模型,通过理论分析得到感应线圈匝数及导线横截面半径的最优尺寸。然后利用AnsoftMaxwell软件建立了微电源结构仿真模型,通过仿真分析计算得到不同方向上电磁感应强度B的变化规律以及永磁体振子与感应线圈在不同相对位置下所产生感应电动势的变化曲线。仿真分析结果同时表明：当永磁体振子与感应线圈相对距离为1.25mm时,线圈产生最大感应电动势2.65mV,最大输出功率为0.6626滋W,本文的建模与仿真分析过程将为电磁发电微电源结构的整体结构设计和制作提供依据。     

基于三维有限元的电涡流传感器参数的仿真研究

电涡流传感器的参数变化对其性能的影响是比较显著的,因此设计电涡流传感器的关键在于对传感器参数进行优化,采用有限元技术(ANSYS软件)对不同形状的空心平面线圈的三维电磁模型进行仿真分析,在得到各种电感曲线的基础上．定性地分析了几种主要参数变化对变面积式电涡流传感器的影响,结果表明,为了提高传感器测量灵敏度,线圈应采用较小的长度、较大的宽度和尽可能小的间隙,该项研究成果为传感器优化分析提供了有利的方法和手段。     

一种三相异步感应型线圈电磁发射器的研究

基于Ansoft公司的大型磁场分析软件Maxwell,对三相异步感应型线圈电磁发射器的结构参数进行了仿真分析,根据仿真结果和相关理论设计了一种发射器模型,验证了仿真与分析的结论.实验证明该发射器结构简单、性能稳定,有广阔的研究前景.     

EMAT环形线圈阻抗的解析建模与计算

针对常用的环形线圈电磁超声换能器的阻抗求解问题,建立电磁超声换能器解析模型,并根据电磁场理论导出双层螺旋线圈的阻抗积分表达式,然后采用截断区域特征函数展开法将其转化为更加容易求解的级数表达式。使用Mathematic软件研究了不同的求和次数和截断半径对阻抗计算结果的影响,并通过阻抗分析仪测量线圈的阻抗,比较了线圈阻抗计算值与测量值。结果表明理论计算和实验测量结果相符,其有效性和正确性得到相互验证,该计算模型与数值仿真运算相比,不仅线圈阻抗的物理意义明晰,而且极大缩短了运算时间。     

风致驰振型电磁俘能器输出性能仿真分析

对一种横风向驰振的电磁俘能器输出性能进行了研究。建立了风致驰振型电磁俘能器输出电流与输入风速关系数学模型,应用谐波平衡法求得了方程近似解析解。通过与龙格-库塔法数值解比较验证了解析解的正确性,随后仿真分析了激励风速和无量纲负载电阻r对驰振频率和切入风速的影响关系,并研究了机电耦合系数、线圈电感和电阻对切入风速和平均功率的影响关系。结果表明,低r值时,受高切入风速制约,俘能器不易发生驰振。俘能器驰振后,最优r值不低于1,最优功率会随着机电耦合系数的增加而增大并逐渐趋于饱和。当r取值范围为[0.01,100]时,低风速条件下,增加线圈电感值可以降低系统在低r值处的切入风速,拓宽可驰振的r值范围,改善低r值处输出功率。高风速条件下,低于49.3 mH的线圈电感对输出功率几乎无影响,随后增加的线圈电感值能明显降低俘能器在低r值处的输出功率。增加线圈电阻值能提高俘能器在低r值处的输出功率,但过量增加线圈电阻会导致系统最优功率大幅下降。研究结果为风致驰振型电磁俘能器的设计提供理论参考。     

M310堆顶冷却结构流场和温度场数值仿真

<正>针对M310堆顶通风冷却系统,建立了包括控制棒驱动机构的堆顶冷却结构仿真模型,根据冷却结构气体流动特点,应用六面体网格进行区域离散,基于ANSYS CFX13.0软件,数值仿真了堆顶冷却结构内流场和温度场,分析了不同冷却空气流量、环境温度以及围板与磁轭线圈之间间隙对冷却系统性能以及速度不均匀系数的影响。计算结果表明,在给定的发热量下各磁轭线圈表面温度较低,最高不超过180℃;增大冷却流量,磁轭线圈表面温度降低,速度不均匀系数增大;增大围板与磁轭线圈之间的间隙,有利于降低各层线圈之间的速度不均匀系数。     

电磁发射系统的脉冲成形网络建模与仿真分析

电磁轨道发射的脉冲功率电源一般采用脉冲成形网络(PFN),为了探索电磁轨道发射器和电源的匹配关系,文章在对电磁发射过程中的电磁过程和物理过程进行研究和分析的基础上,建立了结合PFN电路和电枢运动过程于一体的仿真模型;该模型包括了发射过程中轨道的动态电阻和动态电感,利用该模型进行了单模块和6模块PFN仿真分析,结果表明仿真计算的数据与实验数据相吻合;利用该模型进一步计算分析了影响电磁发射效率的几种影响因素。     

浅谈用固态继电器代替传统的电磁继电器

传统电磁继电器的线圈是一个感性负载,它具有储存磁场能量的功能。由于感性负载在电压的有限值条件下,电感电流不能跃变。因此,该线圈通断电流时,在开始几微秒内不改变瞬态的形式,加之存在分布电容,电磁继电器线圈的电感与分布电容的比值较大,当线圈的电流截断时,带铁芯线圈两端产     

基于水下感应电能传输的电磁耦合器设计研究

电磁耦合器在水下传感领域有着很好的应用.电磁耦合器在工作中,受到水下复杂情况的干扰,器件的充电时间隙稳定性和效率都存在较大的波动.传统的电磁耦合器对于充电时间隙的稳定性要求较高.在进行水下充电时,由于洋流的存在,电磁耦合器的间隙不可能保持十分稳定.当间隙出现偏差时,电磁耦合器性能出现较大偏差.针对这一特殊问题,提出了一种新型的平板式电磁耦合器设计方法.首先应用有限元方法计算系统的漏感和励磁电感,建立含有补偿电容的电磁耦合器等效电路,并对初级电路和次级电路进行了设计,然后对系统的电压增益和效率进行理论推导和计算.仿真结果表明,平板式电磁耦合器有着稳定的电压增益和充电效率,当偏芯在10mm以内时,电压增益仍稳定在5.8％以内,效率保持在90％左右.     

Geometrical analysis of planar coil design for fluxgate magnetometer

This paper presents geometrical analysis on the design of planar coupled coils for use as magnetic sensors. Inductance and magnetic coupling of the coil are analyzed using field solver analyzer ASITIC. Effects of different coil parameters, such as winding number, spacing, and width are discussed in detail. As results, the coil design considers not only the inductance value and the height of magnetic coupling, but also the geometrical area consumed. The analysis is verified by experimental data from coupled coil fabricated using surface micromachining techniques. An outer coil area having a typical dimension of 1.8 × 1.8 mm² and a fix inner coil diameter of 500 μm was fabricated. Coupling factor of about 0.7 and self inductance of 12.7 nH were achieved, which show a reasonably good agreement with the simulated results. The coil platform developed offers an integrated solution for the design of fluxgate magnetometer.     

基于MCU芯片的车流检测装置

将线圈埋置于地面下10～20mm处,电感线圈接LC振荡器,振荡信号接在MCUP87LPC764的定时计数器的输入端,由P87LPC764检测振荡频率。当机动车辆通过线圈部分时,线圈电感量发生变化,振荡器的频率发生变化,通过检测振荡频率的变化量,可以判断是否有车辆通过。实际运行表明,检测装置工作可靠,没有漏检或多报现象。     

地下金属管线无损检测仪中涡流传感器的阻抗分析

根据电磁涡流检测原理,对地下金属管线无损检测仪中的涡流传感器进行设计,并针对无损检测仪中涡流传感器线圈结构参数对传感器性能的影响进行分析。建立空心线圈的有限元模型,对线圈尺寸影响因素进行了分析。针对不同的结构参数,确定磁芯半径与传感器线圈阻抗变化的关系式,确定传感器线圈参数对于传感器线性度和灵敏度的影响,为涡流传感器的...     

并联型有源滤波器中电感值的计算

有源滤波器中电感值对系统的滤波效果起决定性的作用。如果电感值太大，则系统不能实时跟踪指令电流信号。反之如果太小，则补偿后的纹波电流过大。从跟踪基波出发，推导出并联型有源电力滤波器输出电感值的估算公式。并通过对三相整流负载的补偿性能分析，验证了该公式的正确性。采用本方法选取的电感值。可以使补偿电流纹波较小，并且能得到良好的跟踪补偿性能。     

基于电极测量环境检验微分干扰变化的模型

影响电磁流量计中的微分干扰大小的因素多集中在理论分析方面。为了弥补实际验证微分干扰变化的研究空白,提出了一种基于真实电极测量环境检验微分干扰变化的模型。在该模型中,根据微分干扰产生并被检测的实际电极环境,充分考虑其与励磁线圈等效电感、电极引出线偏离程度和溶液电导率之间的关系,同时设计实际实验作为模型输出结果对照。仿真与实验得到的微分干扰大小变化结果表明,使用该模型可以较好地检验出微分干扰变化趋势。     

柔性涡流阵列传感器的磁场计算分析

设计了一种由6个阵列单元（螺旋线圈）所组成的柔性涡流阵列传感器,基于电磁场理论建立柔性涡流阵列单元的电磁场模型,推导出柔性阵列单元线圈径向和轴向的磁场强度计算公式,仿真分析阵列单元线圈磁场强度与电流、线圈间隙、内外径等参数的关系,对柔性涡流阵列传感器的发展具有一定参考价值。     

基于电磁法的钢筋混凝土腐蚀度检测研究

钢筋锈蚀已成为钢筋混凝土结构失效的重要诱因,电磁传感器电路中元件参数的选择直接影响钢筋锈蚀信息的检测结果.基于电感耦合的钢筋锈蚀检测传感器原理,运用Saber软件仿真研究了传感器电路中电容值、电感线圈值对传感器性能参数(谐振频率、Dip的宽度和深度、谐振频率差)的影响,为传感器电路的最佳元件参数的选择提供了依据,使得传感器能高效地检测出混凝土中钢筋锈蚀信息:传感器电路用工业板搭建,通过对电路板布线的优化及元件的合理布局,提高了钢筋锈蚀信息检测精度,同时简化了传感器的面积,为后续的传感器的封装与安装提供了便利.     

螺线管式磁感应钢丝绳断丝检测系统设计

针对现有钢丝绳损伤检测采用人工检查或定期换绳的方法,存在效率低、成本浪费严重及安全性差等问题,设计了螺线管式磁感应钢丝绳断丝检测系统。系统检测原理:当钢丝绳出现断丝时,磁导率会相应降低,磁阻变大,电感量减小,从而导致线圈磁场不平衡并产生感应电动势,根据该感应电动势的大小可判断出钢丝绳断丝的状况。试验结果表明,该系统克服了传统电磁检测技术不能精确检测钢丝绳内部出现断丝的缺陷,检测精度可达95%以上。     

高速磁浮列车悬浮气隙测量系统的设计

针对长定子直线同步电机驱动的高速磁浮列车,提出了采用特定的立体探头线圈来减弱定子轨道齿槽结构的影响,同时,抑制外界磁场干扰,以实现准确测量悬浮气隙。阐述了基于电感式传感器和现场可编程门阵列(FPGA)信号处理的悬浮间隙测量系统的硬件结构、工作原理及其信号处理方法。试验证明:该设计是可行的,能够满足高速磁浮列车控制系统的要求。